QCM : Introduction à la Chimie et Physique Fondamentale — 20 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression relie correctement le pH à la concentration en ions oxonium d’une solution ?

pH = [H3O+]/C0
pH = -log([H3O+]/C0)
pH = -[H3O+]×C0
pH = log([H3O+]/C0)

pH = -log([H3O+]/C0)

Explication

Le pH est défini par une relation logarithmique avec la concentration en ions oxonium, normalisée par la concentration standard. Plus [H3O+] augmente, plus le pH diminue.

2. Dans l’expression du pH, quelle grandeur est sans unité à l’intérieur du logarithme ?

Le rapport [H3O+]/C0
La concentration [H3O+] seule
Le produit [H3O+] × C0
La concentration standard C0 seule

Le rapport [H3O+]/C0

Explication

Le pH est défini par pH = -log([H3O+]/C0), donc l’argument du logarithme doit être sans unité. La concentration seule ou C0 seule ne conviennent pas dans cette écriture.

3. Quelle loi relie l’absorbance d’une solution à sa concentration ?

La loi de Kohlrausch
La loi de Beer-Lambert
La loi de Soddy
La loi des gaz parfaits

La loi de Beer-Lambert

Explication

La loi de Beer-Lambert établit que l’absorbance est proportionnelle à la concentration, à l’épaisseur de cuve et au coefficient d’extinction. La loi de Kohlrausch concerne la conductivité, pas l’absorbance.

4. Quelle relation exprime la conductivité d’une solution entre deux plaques de la cellule ?

σ = I/U
σ = G·L/S
σ = A/(ε·l)
σ = P·V

σ = G·L/S

Explication

La conductivité est liée à la conductance par σ = G·L/S, où L est l’écart entre plaques et S la surface. I/U donne la conductance, pas la conductivité.

5. Comment s’écrit la vitesse volumique de disparition d’un réactif A ?

vdisp(A) = -d[A]/dt
vdisp(A) = k/[A]
vdisp(A) = d[A]/dt
vdisp(A) = [A]·t

vdisp(A) = -d[A]/dt

Explication

La disparition d’un réactif correspond à une diminution de sa concentration, d’où le signe moins. La dérivée positive décrirait au contraire une augmentation.

6. Dans une transformation chimique, que représente le temps de demi-réaction ?

Le moment où le réactif est totalement consommé
Le moment où la concentration du produit devient nulle
Le moment où l’avancement atteint la moitié de l’avancement final
Le moment où la vitesse devient maximale

Le moment où l’avancement atteint la moitié de l’avancement final

Explication

Le temps de demi-réaction est défini par x(t1/2) = xf/2. Il ne correspond ni à une vitesse maximale ni à une consommation totale du réactif.

7. Quelle transformation nucléaire correspond à l’émission d’un noyau d’hélium 4 ?

La radioactivité beta−
La radioactivité gamma
La radioactivité beta+
La radioactivité alpha

La radioactivité alpha

Explication

La radioactivité alpha émet un noyau 4He, ce qui fait diminuer le nombre de masse de 4 et le numéro atomique de 2. Les désintégrations beta impliquent des particules différentes.

8. Lors d’une désintégration beta−, quelle évolution des nombres A et Z est correcte ?

A augmente de 1 et Z reste constant
A reste constant et Z augmente de 1
A diminue de 4 et Z diminue de 2
A reste constant et Z diminue de 1

A reste constant et Z augmente de 1

Explication

En beta−, le nombre de masse A reste inchangé tandis que le nombre de charge Z augmente de 1. Cela traduit l’émission d’un électron et d’un antineutrino.

9. Quelle expression définit le quotient de réaction pour aA + bB ⇌ cC + dD ?

[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b
([A]/C°)^a([B]/C°)^b / ([C]/C°)^c([D]/C°)^d
([C]+[D])/([A]+[B])
([C]/C°)^c([D]/C°)^d / ([A]/C°)^a([B]/C°)^b

([C]/C°)^c([D]/C°)^d / ([A]/C°)^a([B]/C°)^b

Explication

Le quotient de réaction place les produits au numérateur et les réactifs au dénominateur, chacun normalisé par C°. Les puissances correspondent aux coefficients stœchiométriques.

10. Quelle relation donne la charge électrique transférée pendant une durée Δt ?

Q = I·Δt
Q = U/R
Q = K(T)
Q = n(e−)·F

Q = I·Δt

Explication

La charge transférée est le produit de l’intensité du courant par la durée de passage du courant. La relation Q = n(e−)·F concerne quant à elle un transfert d’électrons.

11. Quel rapport permet de définir le rendement d’une synthèse organique ?

La différence entre la quantité initiale et la quantité obtenue
La quantité maximale attendue divisée par la quantité obtenue
La quantité obtenue divisée par la quantité maximale attendue
Le produit de la quantité obtenue par la quantité maximale attendue

La quantité obtenue divisée par la quantité maximale attendue

Explication

Le rendement compare ce qui a réellement été obtenu à ce qui aurait pu être obtenu si la transformation était totale. Il s’exprime donc par un rapport entre la quantité obtenue et la quantité maximale.

12. Dans une synthèse, quelle affirmation décrit correctement un rendement de 75 % ?

Le produit formé représente 75 % de la masse initiale des réactifs
La réaction a été totalement incomplète et impossible à exploiter
On a obtenu une quantité supérieure à la quantité maximale espérée
On a obtenu les trois quarts de la quantité maximale espérée

On a obtenu les trois quarts de la quantité maximale espérée

Explication

Un rendement de 75 % signifie que la quantité ou la masse obtenue correspond à 75 % de la valeur maximale théorique. Il ne faut pas le confondre avec la masse initiale des réactifs.

13. Que signifie le principe d’inertie dans un référentiel galiléen ?

Toute force extérieure impose une accélération nulle
Si la vitesse est constante, la somme des forces extérieures augmente
Un système au repos subit forcément une force résultante non nulle
Si la somme des forces extérieures est nulle, la vitesse reste constante

Si la somme des forces extérieures est nulle, la vitesse reste constante

Explication

Le principe d’inertie relie l’absence de résultante des forces extérieures à la conservation du vecteur vitesse. Dans un référentiel galiléen, force totale nulle et vitesse constante sont équivalentes.

14. Quelle relation exprime la deuxième loi de Newton dans un référentiel galiléen ?

L’accélération est égale à la masse divisée par la somme des forces
La vitesse est égale à la somme des forces extérieures divisée par m
La somme des forces extérieures est égale à la vitesse multipliée par la masse
La somme des forces extérieures est égale à m multiplié par l’accélération

La somme des forces extérieures est égale à m multiplié par l’accélération

Explication

La deuxième loi de Newton s’écrit bien somme des forces extérieures égale à m fois l’accélération. Les autres propositions inversent les grandeurs ou remplacent l’accélération par la vitesse.

15. Quelle expression correspond à l’énergie mécanique d’un système ?

L’énergie potentielle de pesanteur seule
La différence entre l’énergie cinétique et l’énergie potentielle de pesanteur
La somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle de pesanteur
Le produit de l’énergie cinétique par l’énergie potentielle de pesanteur

La somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle de pesanteur

Explication

L’énergie mécanique est définie comme la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle de pesanteur. C’est la grandeur qui peut se conserver lorsque seules des forces conservatives agissent.

16. Dans le cas de forces conservatives, que peut-on dire de l’énergie mécanique entre deux positions ?

Elle reste constante
Elle augmente forcément
Elle diminue forcément
Elle est égale à l’énergie cinétique seule

Elle reste constante

Explication

Pour des forces conservatives, la variation d’énergie mécanique est nulle, donc l’énergie mécanique se conserve. Elle ne dépend pas alors du chemin suivi entre les deux positions.

17. Quelle expression donne la poussée d’Archimède exercée sur un solide immergé ?

Une force égale à la pression atmosphérique multipliée par le volume
Une force égale à l’opposé du poids du fluide déplacé
Une force proportionnelle uniquement à la surface du solide
Une force égale au poids du solide multiplié par le volume immergé

Une force égale à l’opposé du poids du fluide déplacé

Explication

La poussée d’Archimède dépend de la masse volumique du fluide et du volume déplacé, et elle s’écrit avec une direction opposée à celle de la pesanteur. Elle correspond au poids du fluide déplacé, pris en sens opposé.

18. Quelle relation traduit le premier principe de la thermodynamique dans ce cours ?

La variation d’énergie interne est égale à la chaleur échangée plus le travail reçu
La pression d’un gaz est égale à son énergie interne divisée par son volume
La variation d’énergie interne est égale à la chaleur échangée moins le volume
La température d’un système est égale au travail divisé par la chaleur

La variation d’énergie interne est égale à la chaleur échangée plus le travail reçu

Explication

Le premier principe est formulé ici par ΔU = Q + W, ce qui relie l’énergie interne aux transferts thermiques et au travail. Les autres propositions mélangent des grandeurs sans correspondance avec ce bilan énergétique.

19. Quelle condition caractérise des interférences constructives ?

Une différence de marche égale à un multiple entier de la longueur d’onde
Une fréquence reçue égale à la fréquence de référence
Une différence de marche égale à un demi-multiple de la longueur d’onde
Une différence de marche égale à la largeur de la fente

Une différence de marche égale à un multiple entier de la longueur d’onde

Explication

Les interférences constructives apparaissent lorsque la différence de marche vaut kλ, avec k entier. La condition en demi-longueurs d’onde correspond au contraire à des interférences destructives.

20. Quelle relation relie le niveau sonore à l’intensité d’un son ?

Le niveau sonore est égal à l’intensité multipliée par la période
Le niveau sonore dépend uniquement de la vitesse de propagation
Le niveau sonore dépend d’un logarithme de l’intensité rapportée à une intensité de référence
Le niveau sonore est proportionnel directement à la fréquence du son

Le niveau sonore dépend d’un logarithme de l’intensité rapportée à une intensité de référence

Explication

Le niveau sonore est défini en décibels à partir d’un logarithme faisant intervenir l’intensité et une intensité de référence. Il ne dépend pas directement de la fréquence seule.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 20 flashcards sur Introduction à la Chimie et Physique Fondamentale.

pH — définition ?

Mesure de l’acidité d’une solution.

Concentration standard C°

Référence de 1 mol·L−1.

Ion oxonium H3O+ — rôle ?

Détermine le pH de la solution.

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